一种燃料电池电堆的托架结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种燃料电池电堆的托架结构，由铝合金型材零部件横向与纵向相结合的拼接组合而成，设置有相互匹配的统一形状拼合结构断面；设置有腔体结构；设置有管路接口，设置有相互匹配的六角头螺母、密封垫、铝块，设置不同位置的进口、流经口、出口，实现管路流道Z向、Y向、U向的方向转变。对所述铝合金型材零部件进行钝化处理，并进行压缩空气清洁，避免了铝合金型材离子析出多对电堆性能产生的影响，采用型材拼接，同规格型材模块化组合可以降低开发成本，减少管路的设计与零件成本，更利于系统的小型化与集成化，增加散热量。增加散热量。增加散热量。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆的托架结构


[0001]本技术属于燃料电池
，具体涉及一种燃料电池电堆的托架结构。

技术介绍

[0002]随着燃料电池的技术的发展，各种BOP零部件的开发多样化，围绕电堆的零部件布局将影响燃料电池系统的集成化与小型化，进而影响燃料电池系统的搭载性。
[0003]其中电堆托架作为电堆与BOP零件的固定结构，成为系统厂家的开发零部件之一。但是目前的燃料电池为了追求集成化，在解决BOP与电堆的固定结构上存在一定缺点，尤其在布置上进行变更时，会造成较大的成本增加。
[0004]同时大功率燃料电池系统的散热目前也是一个问题，较大的散热器无法在整车有限的空间下布置，导致散热不足。
[0005]另外系统内部的各种水管或空气管较多，一定程度限制了系统内BOP的布置灵活性、零件的成本也一定程度增加。
[0006]目前电堆托架有几种技术方案，第一种技术方案为电堆自身的铸造壳体集成了BOP零部件的安装结构。将BOP零部件直接与电堆壳体固定，布置变更需要更改铸造的壳体。
[0007]第二种技术方案为将托架设计为铝合金机械加工或者铸造，这种方案在进行BOP布置时，布置的位置变更不会影响电堆壳体，通过调整电堆托架的结构来吸收BOP布置方案变更带来的安装结构的变化。
[0008]第三种技术路线为方钢托架，这种托架在设计时，根据BOP安装点的位置分布进行整体框架结构的设计，BOP变更需要对框架结构进行整体更改。现有技术方案，冷却水管为硅胶管，设计在电堆托架外，管路连接占据BOP布置空间。现有技术方案系统散热主要靠散热器，散热能力受限于整车的布置空间。
[0009]第一种技术路线的缺点是，BOP零部件在布置变更时，造成整个电堆壳体的结构改变，需要重新开模，使得加工成本大幅度提升。
[0010]第二种技术路线，BOP的变更影响电堆托架，造成电堆托架的制造成本大幅增加，因为压铸的会造成托架重新开模加工成本较高。机加零件的成本与数量关系不大，但单件成本较高，
[0011]第三种技术路线为方钢，因为是焊接方式，且方钢的截面限制，在进行安装点变更时，需要重新设计整体框架结构与工装，造成成本较大程度增加。
[0012]另外，现有技术冷却水管较多，且占据布置空间，导致系统内部的零部件布置受限。对系统的外型尺寸也造成一定程度的增加。现有技术的燃料电池系统的散热需求尤其大功率系统散热量较大，针对整车布置提出更大的空间需求。

技术实现思路

[0013]针对现有技术中存在的问题，本技术提供了一种燃料电池电堆的托架结构，所述托架结构由铝合金型材零部件拼接组合而成，用于燃料电池电堆与BOP零件的固定，所
述铝合金型材零部件设置有相互匹配的拼合结构断面，用于相邻贴面密封拼接组合；铝合金型材零部件设置有腔体结构，用于燃料电池电堆的水管或者空气路的集成；铝合金型材零部件设置有管路接口。
[0014]具体的，所述铝合金型材零部件设置有横向与纵向相结合的拼接组合。
[0015]具体的，所述铝合金型材零部件的拼合结构断面设置有统一形状。
[0016]具体的，所述铝合金型材零部件的管路接口与铝合金型材零部件之间依次设置有相互匹配的六角头螺母、密封垫、铝块，所述管路接口末端具有螺纹；所述六角头螺母与管路接口密封连接；所述铝块与铝合金型材零部件密封连接，用于端部密封，内部设置有内螺纹；所述密封垫设置在六角头螺母与铝块之间。
[0017]具体的，所述铝合金型材零部件的一端侧面设置有管路进口，另一端的上表面设置有管路出口，所述管路出口的直径大于所述管路进口尺寸，用于实现管路流道Z向的方向转变。
[0018]具体的，所述铝合金型材零部件的一端侧面设置有管路进口，另一端侧面设置有管路流经口，与铝合金型材零部件横向拼接的另一个铝合金型材零部件的一端设置有管路出口，所述横向拼接的另一个铝合金型材零部件与所述管路流经口接触侧面设置有开口，用于实现管路流道Y向的方向转变。
[0019]具体的，所述铝合金型材零部件的一端侧面设置有管路进口、管路出口，铝合金型材零部件的一端内部肋设置有缺口，用于实现管路流道U向的方向转变。
[0020]管路接口的结构不限材料以及连接方式，电池托架的拼接不限采用焊接或者其他连接方式，管路与型材之间的密封设计不限于涂胶或者其他密封措施。
[0021]本技术技术方案带来的有益效果：
[0022]1、电堆托架采用型材拼接，同规格型材模块化组合可以降低开发成本，在进行设计变更时无模具成本增加，安装点不影响整体结构，开发周期也更短。
[0023]2、通过型材的型腔作为水道或者空气路，减少管路的设计与零件成本，同时节省周边的布置空间，更利于系统的小型化与集成化。
[0024]3、通过管路的标准接口设计，在进行不同位置的管路设计时可以较快的完成匹配安装，保证密封性，降低新开发零件数量及其导致的成本。
[0025]4、通过型材拼接水路的结构设计，可以完成水路的横向纵向以及U型水路设计，对于散热的流道可以进行调整，增加散热量。
[0026]5、通过型材水路设计后，利用铝合金的散热性更好，可以因此增加系统散热量，减少对散热器的散热需求，对铝合金型材离子析出多的问题，避免对电堆性能产生影响，采取钝化处理。
附图说明
[0027]通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0028]图1示出了本技术实施例中的一种燃料电池电堆的托架结构组装整体效果图；
[0029]图2示出了本技术实施例中的一种燃料电池电堆的托架结构的分解图；
[0030]图3示出了本技术实施例中的一种燃料电池电堆的托架结构的零部件纵向拼合结构断面示意图；
[0031]图4示出了本技术实施例中的一种燃料电池电堆的托架结构的零部件横向拼合结构断面示意图；
[0032]图5示出了本技术实施例中的一种燃料电池电堆的托架结构的管路集成进口出口示意图；
[0033]图6示出了本技术实施例中的一种燃料电池电堆的托架结构的管路接口细节图；
[0034]图7示出了本技术实施例中的一种燃料电池电堆的托架结构的管路流道Z向的方向转变示意图；
[0035]图8示出了本技术实施例中的一种燃料电池电堆的托架结构的管路流道Y向的方向转变示意图；
[0036]图9示出了本技术实施例中的一种燃料电池电堆的托架结构的管路流道U型走向示意图。
[0037]附图标记：1
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第一铝合金型材零部件；2
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第二铝合金型材零部件；3
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第三铝合金型材零部件；4
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第四铝合金型材零部件；5
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管路接口；6
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六角头螺母；7<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆的托架结构，其特征在于，所述托架结构由铝合金型材零部件拼接组合而成，用于燃料电池电堆与BOP零件的固定，所述铝合金型材零部件设置有相互匹配的拼合结构断面，用于相邻贴面密封拼接组合；铝合金型材零部件设置有腔体结构，用于燃料电池电堆的水管或者空气路的集成；铝合金型材零部件设置有管路接口。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆的托架结构，其特征在于，所述铝合金型材零部件设置有横向与纵向相结合的拼接组合。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆的托架结构，其特征在于，所述铝合金型材零部件的拼合结构断面设置有统一形状。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆的托架结构，其特征在于，所述铝合金型材零部件的管路接口与铝合金型材零部件之间依次设置有相互匹配的六角头螺母、密封垫、铝块，所述管路接口末端具有螺纹；所述六角头螺母与管路接口密封连接；所述铝块与铝合金型材零部件密封连接，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧心，宋海英，于长云，丰收，刘凤龙，
申请(专利权)人：华丰燃料电池有限公司，
类型：新型
国别省市：